李安林

摘要:本文從施工者的角度對(duì)方虎公路中的太平橋及慶先橋鉆孔樁施工過程中出現(xiàn)的質(zhì)量通病結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn),對(duì)樁基礎(chǔ)的質(zhì)量通病進(jìn)行總結(jié)。文章結(jié)合鉆孔灌注樁施工工藝特點(diǎn),詳細(xì)分析和論述了施工質(zhì)量通病。

關(guān)鍵詞:鉆孔灌注樁;施工;質(zhì)量控制

前言

作者從方虎公路橋梁鉆孔樁施工中分析總結(jié)樁基病害的成因入手,介紹一些控制樁身質(zhì)量病害的技術(shù)方法。且由于鉆孔灌注樁的施工環(huán)節(jié)較多,技術(shù)要求高,工藝較復(fù)雜,需要在一個(gè)較短的時(shí)間內(nèi)快速完成水下灌注混凝土隱蔽工程的灌注,人為因素的影響較大,很容易出現(xiàn)一些質(zhì)量病害,危及樁基工程的安全。從而造成整體工程質(zhì)量隱患。

1鉆孔灌注樁常見的質(zhì)量通病

鉆孔灌注樁在承受垂直荷載壓力的時(shí)候,以樁頂位置所受的壓力最大,下部承受的壓力相對(duì)較小。但鉆孔灌注樁的成樁工藝與實(shí)際受力狀況相反,往往是上部混凝土的強(qiáng)度低,中下段混凝土的強(qiáng)度高,若不嚴(yán)格控制,容易出現(xiàn)樁上段強(qiáng)度達(dá)不到質(zhì)量要求的情況。除此之外,還容易出現(xiàn)縮頸、孔壁塌落、孔底沉淤、樁身空洞、蜂窩、夾泥等質(zhì)量缺陷,造成樁基承載力的下降,影響到工程結(jié)構(gòu)的安全。

2影響成樁質(zhì)量的原因分析

2.1影響樁身上部強(qiáng)度的原因分析

按照施工規(guī)范的規(guī)定,鉆孔后要徹底清除孔底的淤泥,但在實(shí)際施工過程中,很難將淤泥徹底清除,于是在澆灌第一斗混凝土進(jìn)行封底施工時(shí),孔底沉積的淤泥必然混入混凝土中。由于用導(dǎo)管灌注的水下混凝土是從下往上頂升的,先灌入的混凝土頂升于孔的上面,這樣就容易出現(xiàn)樁上段強(qiáng)度較低的現(xiàn)象。為了保證清孔質(zhì)量,施工中進(jìn)行兩次清孔。第一次在成孔后,第二次在澆筑砼之前澆灌混凝土?xí)r,若導(dǎo)管插入混凝土之內(nèi)過深,澆注速度又較快,則容易在孔體深部沉積較多的骨料,加上振搗過程所造成的混凝土的離析,也容易導(dǎo)致樁體上部強(qiáng)度較低的質(zhì)量問題。

埋設(shè)護(hù)筒的周圍土不密實(shí),或護(hù)筒水位差太大,或鉆頭起落時(shí)碰撞引起質(zhì)量問題。

孔壁坍陷的主要原因是土質(zhì)松散,泥漿護(hù)壁不好,護(hù)筒周圍未用粘土緊密填封以及護(hù)筒內(nèi)水位不高。鉆進(jìn)速度過快、空鉆時(shí)間過長、成孔后待灌時(shí)間過長和灌注時(shí)間過長也會(huì)引起孔壁坍陷。

2.2 影響其他樁身質(zhì)量的原因分析

混凝土澆注施工中,導(dǎo)管插入混凝土內(nèi)過淺,則成樁過程中混凝土的上升就不是頂升式的,而是攤鋪式的,這時(shí),泥漿、泥塊就容易混入混凝土中,進(jìn)而影響到樁身的質(zhì)量。除此之外,若設(shè)計(jì)的樁身直徑過小,則混凝土上翻時(shí)就會(huì)受到孔壁的限制,從而使樁體產(chǎn)生空洞、蜂窩缺陷。

鉆孔灌注樁的承載力主要表現(xiàn)為樁周摩阻力,而樁周摩阻力與孔壁形狀和護(hù)壁質(zhì)量密切相關(guān)。在施工過程中,孔壁的形狀是由鉆頭旋轉(zhuǎn)速度、鉆桿下降速度和土質(zhì)等因素決定的,泥漿性能愈好、高程越高,越能保護(hù)好護(hù)壁。

在鉆孔成孔、拆除鉆桿泥漿、停止循環(huán)至吊放鋼筋籠、澆灌水下混凝土的全過程中,施工環(huán)節(jié)多,時(shí)間長,會(huì)在孔底淤積較厚的淤泥而影響成樁質(zhì)量。靜置的時(shí)間越長,淤積的淤泥越多。

3成樁質(zhì)量的控制

3.1樁上段強(qiáng)度的保證措施

為保證樁上段強(qiáng)度達(dá)到要求,應(yīng)從下述幾方面采取相應(yīng)的質(zhì)量保證措施:

設(shè)計(jì)中樁徑為1.2M,依據(jù)樁徑和樁的長度,正確確定出第一斗混凝土的體積,一般可取1.5～2.0m3,也可以按樁身的設(shè)計(jì)體積的10%加以控制。

成樁質(zhì)量與樁身的澆注高度有關(guān),一般控制成樁高度高出設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高0. 5～1. 0 m.待鑿去高出部分的混凝土后,剩余部分不應(yīng)有浮漿和夾泥,混凝土標(biāo)號(hào)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,否則要返工重澆。

導(dǎo)管插入混凝土內(nèi)的長度應(yīng)適宜,一般為2～6m。

3.2 樁身質(zhì)量的保證措施

工程施工前,本公司先做2個(gè)的試驗(yàn)鉆孔,通過檢測鉆孔的孔徑、垂直度、孔壁穩(wěn)定性和孔底沉淤等指標(biāo),用以核對(duì)所選設(shè)備、工藝方法是否符合技術(shù)要求。

護(hù)壁用的泥漿應(yīng)滿足護(hù)壁要求,液面需高于地下水位0.5m 以上,有條件時(shí),以高于地下水位2m以上更好。若護(hù)壁的泥漿膠體率低、砂率大,則不僅護(hù)壁性能差,而且因其容重較大,勢必產(chǎn)生沉淀速度過快的問題。

在混凝土灌注前的一段時(shí)間里,須保證孔壁的穩(wěn)定性,不能有縮頸或孔壁塌落現(xiàn)象發(fā)生。為保證孔底沉渣厚度達(dá)到規(guī)范的技術(shù)要求,要對(duì)泥漿進(jìn)行循環(huán)稀釋來降低相對(duì)密度,以清除泥漿中懸浮的砂子、石渣。除此之外,還要使用真空泵通過管道伸向樁底吸走端部沉渣。

吊放入孔的鋼筋籠不得碰撞壁孔,不得有變形損壞。吊放后,先將鋼筋籠在垂直位置上固定好,然后進(jìn)行第二次清孔,檢測孔底的淤泥厚度,符合規(guī)定后,于0.5 h 之內(nèi)開始混凝土的灌注施工。

使用的隔水球直徑應(yīng)與導(dǎo)管內(nèi)徑相配,同時(shí)具有良好的隔水性能,保證順利排出。在混凝土灌注時(shí),應(yīng)加強(qiáng)對(duì)混凝土攪拌時(shí)間和混凝土坍落度的控制。水下混凝土必須具備良好的和易性,配合比應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)室確定,坍落度宜為18-22cm。應(yīng)確保導(dǎo)管連接部位的密封性,導(dǎo)管使用前應(yīng)試拼裝、試壓,試水壓力為0.6-1.0MPa,以避免導(dǎo)管進(jìn)水。在混凝土澆筑過程中,混凝土應(yīng)緩緩倒入漏斗的導(dǎo)管,避免在導(dǎo)管內(nèi)形成高壓氣塞。

鋼筋籠初始位置應(yīng)定位準(zhǔn)確,并與孔口固定牢固。加快混凝土灌注速度,防止混凝土頂層進(jìn)入鋼筋籠時(shí)流動(dòng)性變小,混凝土接近籠時(shí),控制導(dǎo)管埋深在1.5-2.0m.灌注混凝土過程中,應(yīng)隨時(shí)掌握混凝土澆注的標(biāo)高及導(dǎo)管埋深。導(dǎo)管在混凝土面的埋置深度一般宜保持在2-4m,嚴(yán)禁把導(dǎo)管提出混凝土面。

成孔后,必須認(rèn)真清孔,一般是采用沖洗液清孔,沖孔后要及時(shí)灌注混凝土,避免孔底沉渣超過規(guī)范規(guī)定。灌注混凝土前認(rèn)真進(jìn)行孔徑測量,準(zhǔn)確算出全孔及首次混凝土灌注量?；炷翝沧⑦^程中,應(yīng)隨時(shí)控制混凝土面的標(biāo)高和導(dǎo)管的埋深,提升導(dǎo)管要準(zhǔn)確可靠。嚴(yán)格確定混凝土的配合比,混凝土應(yīng)有良好的和易性和流動(dòng)性,坍落度損失應(yīng)滿足灌注要求。灌注混凝土應(yīng)從導(dǎo)管內(nèi)灌入,要求灌注過程連續(xù)、快速,準(zhǔn)備灌注的混凝土要足量,在灌注混凝土過程中應(yīng)避免停電、停水。確保導(dǎo)管的密封性,導(dǎo)管的拆卸長度應(yīng)根據(jù)導(dǎo)管內(nèi)外混凝土的上升高度而定,切勿起拔過多。

3.3混凝土灌注施工的技術(shù)要點(diǎn)

因?yàn)樗禄炷潦┕さ碾[蔽性強(qiáng),很容易產(chǎn)生松散、離析、縮頸等混凝土質(zhì)量缺陷,因此,必須著重控制水下混凝土的澆注質(zhì)量,包括選好原材料、做好配合比、改進(jìn)工機(jī)具、嚴(yán)格按操作規(guī)程施工等方面。

導(dǎo)管口距孔底要保持400mm 左右的距離,旋轉(zhuǎn)時(shí)要精確測量,反復(fù)校核。當(dāng)球塞被壓出導(dǎo)管并灌下一定數(shù)量的混凝土后,應(yīng)將導(dǎo)管緩慢下降100～200mm ,使灌注初期導(dǎo)管被混凝土埋入的深度盡可能加大,以保證底層的混凝土質(zhì)量。

在灌注過程中,要嚴(yán)格把握施工進(jìn)度和時(shí)間,經(jīng)常地略微提升導(dǎo)管,以使混凝土均勻注入。導(dǎo)管埋入混凝土的深度一般控制在1～3m之間且不得< 1m ,每間隔15～20min ,要對(duì)混凝土面和導(dǎo)管沉入深度進(jìn)行一次測量和校核。

若施工過程中發(fā)生了混凝土堵塞導(dǎo)管的現(xiàn)象,一般是由于材料規(guī)格或配合比選取不當(dāng),或者是因?yàn)閷?dǎo)管漏水漏漿導(dǎo)致管內(nèi)混凝土與管壁的摩擦力增大、流動(dòng)性降低造成的,要分清原因有針對(duì)性地加以解決,切不要無控制地靠提管消除堵塞。

3.4樁身質(zhì)量的驗(yàn)收

灌注樁質(zhì)量的檢驗(yàn)內(nèi)容和方法應(yīng)符合規(guī)范的規(guī)定,通常檢測承載力采用樁荷試驗(yàn)或大應(yīng)變動(dòng)測法,而檢驗(yàn)樁身質(zhì)量一般是通過對(duì)鉆芯樣實(shí)施超聲波檢測進(jìn)行檢驗(yàn),抽查數(shù)量不少于總樁數(shù)的10% ,若工程需要時(shí),還可相應(yīng)增加檢驗(yàn)數(shù)量直至逐根檢查。

結(jié)語

鉆孔灌注樁有許多優(yōu)點(diǎn),但由于施工環(huán)節(jié)多,工藝復(fù)雜,成樁質(zhì)量有可能受到多種因素的干擾和制約,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致樁身承載力的明顯降低,甚至造成病樁、斷樁等重大質(zhì)量事故。為了確保成樁質(zhì)量和樁基工程的安全,必須對(duì)鉆孔灌注樁的施工全過程進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制和檢測,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)采取措施予以補(bǔ)救。

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